【摘 要】
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本文借助ESCA、XRD详细研究了V2O5的还原原理及机制;探索了采用V2O5直接制各VO2薄膜及优化VO2薄膜电阻特性与掺杂异类元素以降低相变温度的新途径:发展了一种采用低真空度、氮
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本文借助ESCA、XRD详细研究了V2O5的还原原理及机制;探索了采用V2O5直接制各VO2薄膜及优化VO2薄膜电阻特性与掺杂异类元素以降低相变温度的新途径:发展了一种采用低真空度、氮气流降低氧分压低温还原由V2O5粉末熔化形成的凝结层来制备VO2薄膜的新技术,简称为粉涂法制备技术. 研究发现:在大气中,较低温度的V2O5熔体是稳定的,而在较高温度下V2O5熔体中会发生还原反应,生成微量含有四价钒的氧化物.降低系统的氧分压,V2O5的稳定性随之下降,还原反应随之加强,低价态钒的氧化物生成量增加.生成的氧化物价态取决于系统氧分压的高低及系统氧压的平衡状况,即熔体一环境之间氧分压的差别.保持熔体一环境氧压的渐进平衡下降,可获得与氧分压相应的平衡价态的钒的氧化物,否则,随熔体一环境之间的氧压差增大,熔体中钒的价态将偏离平衡态,或高或低. VO2薄膜的电阻特性受多种因素的影响,包括薄膜层中VO2的纯度、薄膜的厚度和致密度(即连续性)等.在真空及高温(1350℃)下,保持系统中氧压缓慢平衡下降, 可由V2O5熔体直接还原沉积形成高纯度的VO2沉积层.这种沉积层的电阻突变量级可达4—5个,明显优于已往其它方法获得的VO2薄膜层.采用粉涂法所获得的薄膜,其电阻突变量级达到3—4个,虽不及真空高温还原V2O5熔体法所获得的高纯VO2沉积层,但该方法对制备设备、条件和操作要求较低. VO2簿膜中掺 Mo可显著降低其相变温度,降低幅度约为11℃/atm%,但是同时使 其电阻突变特性下降.
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